• OSMA
  • SKSI

Ako znížiť riziko šírenia COVID-19 v budovách

Germicídne žiarenie
Zdroj: Shutterstock

Germicídne žiarenie je veľmi vhodný prostriedok na zabezpečenie zdravotnej bezpečnosti a zároveň efektívnosti spotreby energie.

Významné odborné združenia v oblasti systémov vykurovania, vetrania, klimatizácie a chladenia (ASHRAE a REHVA) vydali ešte v prvých mesiacoch pandémie odporúčania, ako prevádzkovať systémy HVAC. O usmernení REHVA ku COVID-19 [4] informoval aj časopis TZB HAUSTECHNIK v čísle 2/2020.

Dokument ASHRAE [2] je výrazne podrobnejší a hlavne, ASHRAE vydalo celý rad odporúčaní pre prevádzku existujúcich systémov, ktoré sú voľne prístupné [3]. Obidve svetovo uznávané odborné združenia (ASHRAE aj REHVA) zhodne konštatujú, že vetranie a filtrácia vzduchu, ktoré poskytujú systémy HVAC, môžu znížiť koncentráciu SARS-CoV-2 vo vnútornom vzduchu a tým aj obmedziť šírenie infekcie. Obzvlášť ASHRAE upozorňuje, že neupravované vnútorné podmienky môžu spôsobiť ľuďom tepelný stres, ktorý môže priamo ohroziť ich zdravie a aj ich odolnosť proti infekcii (str. 3 v [2]).

Zdrojom vírusu sú ľudia. Jeho koncentrácia vo vonkajšom prostredí je nevýznamná (môže sa vyskytnúť len v blízkosti ľudí), preto sa treba sústrediť na vnútorné prostredie. Odporúčania autorít odbornej komunity z počiatku pandémie sa zhodovali v tom, že je potrebné:
i. uprednostniť a zintenzívniť prirodzené vetranie,
ii. zvýšiť intenzitu núteného vetrania v prevádzkovom čase budovy a nevypínať ho mimo prevádzkového času, ale len znížiť jeho intenzitu,
iii. odstaviť cirkuláciu vzduchu,
iv. vypnúť aj rekuperáciu tepla/chladu z odvádzaného vzduchu, ak to svojimi výkonmi zvládnu systémy HVAC,
v. udržiavať systémy HVAC čisté a funkčné.

Vychádzalo sa však z toho, že vrchol pandémie odznie v „energeticky menej náročnom období roka“, čo sa ukázalo ako nereálne. Odstavenie rekuperácie tepla, resp. cirkulácie vzduchu je spojené s výrazným zvýšením spotreby energie na prevádzku budov a pri niektorých nových budovách môže spôsobiť vážne problémy pri dodržiavaní požadovaných parametrov vo vnútornom prostredí (nedostatočný vykurovací alebo chladiaci výkon). Toto opatrenie ide teda proti snahám o znižovanie spotreby energie, emisií skleníkových plynov a znečisťujúcich látok a proti snahám o ochranu životného prostredia.

Je vhodné si uvedomiť, že každých 1 000 m3 privádzaného vonkajšieho vzduchu si napríklad v Bratislave vyžaduje v zimnom období 14,50 kWh (návrhové podmienky zariadení HVAC – vonkajšia teplota -11 °C, vnútorná 20 °C) a v letnom období 3,20 kWh (vonkajšia teplota 32 °C, vnútorná 26 °C) tepla len na úpravu jeho teploty na vnútornú výpočtovú teplotu.

Pre požadované teploty vzduchu na prívodných výustkách je potreba tepla ešte vyššia. Pri celkovom vzduchovom výkone 100 000 m3/h to pri odstavení rekuperácie a cirkulácie a pri kontinuálnom vetraní (zníženie mimo prevádzkových hodín budovy na 50 % vetracieho výkonu) predstavuje odhadom zvýšenie potreby tepla v zime o 1 858 MWh a v lete o 77 MWh.

Pri veľkých komplexoch budov môže táto zvýšená potreba tepla a teda aj energie predstavovať významnú položku v prevádzkových nákladoch.
ASHRAE uvádza [2] takéto efektívne stratégie na zníženie rizika infekcie vírusom SARS-CoV-2 v budovách:
a. vetranie, ktoré riedi koncentráciu vírusu a odvádza kontaminovaný vzduch do exteriéru,
b. vhodná tlaková diferencia medzi priestormi, aby sa zabránilo prenosu kontaminácie,
c. optimalizácia prívodu čerstvého vzduchu (personalizované vetranie),
d. mechanická filtrácia,
e. ultrafialové germicídne žiarenie.

Všetky prevádzkové opatrenia sa však doteraz zameriavali na prvotné odporúčania zo začiatku pandémie (body i až iv vyššie) a opomínali využitie germicídneho žiarenia (bod e).

Využitie germicídneho UV žiarenia

Kowalski [5] uvádza, že prvé systémy využitia germicídneho žiarenia na dezinfekciu vzduchu sa objavili ešte v roku 1930. V súčasnosti sa germicídne žiarenie využíva na dezinfekciu vzduchu predovšetkým v zdravotníckych zariadeniach, prípadne v útulkoch a vo väzniciach [5], v občianskych stavbách však nie je bežné. Rozsah využitia germicídneho žiarenia na Slovensku nie je známy.

Pre dezinfekciu vzduchu pritom existuje niekoľko spôsobov využitia germicídneho UV žiarenia:
a) žiariče v  hornej tretine miestnosti,
b) žiariče nasmerované na výmenníky tepla, prípadne iné povrchy vo vzduchotechnických jednotkách/rozvodoch,
c) žiariče v prúde vzduchu vo vzduchotechnických jednotkách,
d) prenosné cirkulačné dezinfekčné jednotky.

Do priestorov infekčných ambulancií, izieb a operačných sál sú vhodné spôsoby uvedené pod písmenom a) a prípadne d). Prenosné cirkulačné dezinfekčné jednotky sú zariadenia, ktoré cirkulujú vzduch v miestnosti cez HEPA filter a komoru s germicídnym žiaričom. Žiarenie z germicídneho žiariča zostáva v komore jednotky.
V prípade centrálnych vzduchotechnických jednotiek sú vhodné riešenia uvedené v bodoch b) a c), pričom tie v bode b) slúžia skôr na dezinfekciu povrchov výmenníkov vykurovania a chladenia, no nie sú dostatočne efektívne na dezinfekciu dopravovaného vzduchu.

Najmä na výmenníkoch chladenia dochádza ku kondenzácii vodnej pary, čím sa vytvárajú podmienky na kultiváciu patogénov. Nemusí ísť pritom len o baktérie a vírusy, môžu to byť aj rôzne druhy rias a plesní.

Celé spektrum UV žiarenia sa delí na pásma [9]:
• UV-A (315 až 400 nm),
• UV-B (280 až 315 nm),
• UV-C (100 až 280 nm), pričom od 100 do 200 nm ide o vákuové UV.

Vďaka tomu, že patogény (ich DNA, prípadne RNA a proteíny, pričom medzi najcitlivejšie patogény patria práve vírusy) dobre absorbujú UV-C žiarenie, ktoré pri dostatočnej dávke narúša väzby komponentov DNA, resp. RNA, čím spôsobuje ich inaktiváciu, dá sa toto žiarenie využiť na dezinfekciu vzduchu, vody a povrchov.

V súčasnosti sa najčastejšie využíva na dezinfekciu povrchov (náradia a pomôcok v zdravotníctve) a vody.
Podľa odborných zdrojov (napr. [5] a [8]) je najúčinnejšie žiarenie s vlnovou dĺžkou 265 nm. Žiarivkové UV-C žiariče majú maximum žiarivého toku pri vlnovej dĺžke 253,7 nm.

Vedľajším produktom UV-C žiarenia s vlnovou dĺžkou 185 nm je však ozón, ktorý je silným oxidantom a nie je žiaduce, aby sa hromadil v priestoroch, kde sa pohybujú ľudia, pretože jeho vyššie koncentrácie sú zdravotne závadné. Preto sa na germicídne žiarivky na dezinfekciu vzduchu využíva sklo, ktoré pohlcuje žiarenie s touto vlnovou dĺžkou.

UV-C žiarenie je nebezpečné aj pre zrak a pokožku ľudí. Navyše spôsobuje zrýchlenie degradácie niektorých materiálov (napr. filtre, tesnenia a pod.), preto je potrebné zabrániť priamej expozícii ľudí a citlivých materiálov.

Patogény

Aj keď sa v súčasnosti venuje najväčšia pozornosť vírusu SARS-CoV-2, existuje celý rad ďalších patogénov (vírusy, baktérie, plesne a pod.) schopných šíriť sa vzduchom. Každoročne vznikajú napríklad sezónne epidémie chrípky, ktoré okrem práceneschopnosti spôsobujú aj obete na životoch. Všetky tieto patogény sú citlivé na UV-C žiarenie.

Do akej miery je patogén citlivý na UV-C žiarenie, vyjadruje konštanta miery inaktivácie (inactivation rate constant) k (m2/J). Táto konštanta závisí od druhu patogénu a prostredia, v ktorom sa nachádza (má rôzne hodnoty pri vzduchu, povrchoch a vode). Hodnoty niektorých vybraných patogénov vo vzduchu sú uvedené v tab. 1.

Tab. 1 Konštanta miery inaktivácie pri vybraných druhoch patogénov vo vzduchu [6][7]
Tab. 1 Konštanta miery inaktivácie
pri vybraných druhoch patogénov
vo vzduchu [6][7] |
Za predpokladu modelu jednostupňového zániku patogénov vyjadruje mieru ich prežitia po ožiarení vzorec S = e-k.DUV (–)
kde
DUV je dávka ožiarenia (J/m2).
Doplnkom k miere prežitia S je miera inaktivácie patogénu
η = 1– S

Teória inaktivácie patogénov pozná aj komplikovanejšie modely (napr. [6]), pre základnú informáciu však postačuje tento model.

Použijúc hodnotu k z tab. 1 pri SARS-CoV-2 vychádza, že pri dávke ožiarenia 27 J/m2 prežije 10 %
vírusov a 90 % je inaktivovaných. Na inaktiváciu 90 % Influenzy A (chrípky) stačí dávka 19,40 J/m2 a Legionelly pneumophily dávka 5,16

J/m2. Je zrejmé, že v prostredí, ktoré inaktivuje SARS-CoV-2, sa inaktivujú aj ďalšie patogény.
Dávka ožiarenia je výsledkom času t (s) pohybu patogénu v radiačnom poli a intenzity radiácie I (W/m2). Platí, že DUV = I . t (J/m2)

Čas t pritom závisí od rýchlosti prúdenia vzduchu a dĺžky dráhy patogénu v radiačnom poli. Preto je potrebné pri návrhu dezinfekcie vzduchu zabezpečiť dostatočne dlhý čas, resp. dlhú dráhu unášaného patogénu v radiačnom poli. Čím je rýchlejší jeho pohyb, tým musí byť dráha dlhšia, prípadne intenzita žiarenia vyššia.
Pri návrhu dezinfekcie vzduchu UV-C žiarením treba poznať radiačné pole, resp. priestor, ktorý vygenerujú germicídne zdroje a ktorý charakterizuje intenzita radiácie I (W/m2)v každom jeho bode a ďalej rýchlosť prúdenia vzduchu v (m/s) a dráhu patogénu (m).

Obr. 1 Príklad usporiadania trubíc vo vzduchotechnickom potrubí
Obr. 1 Príklad usporiadania trubíc vo vzduchotechnickom potrubí |

Žiarivková UV-C technológia pre VZT

Na aplikácie vo vzduchotechnických jednotkách boli vyvinuté UV-C žiarivky s vyššou účinnosťou, ale hlavne s technickými parametrami prispôsobenými prevádzkovým podmienkam HVAC.
UV-C žiarenie pritom predstavuje veľmi účinný a nákladovo veľmi efektívny spôsob dezinfekcie vzduchu a vzduchotechnických potrubí alebo filtrov, ale iba vtedy, ak náklady na servis a obnovu UV-C systému neprevýšia plánované úspory.

UV-C žiarivky pre HVAC/VZT boli špeciálne vyrobené a upravené. Rozdeľujeme ich podľa druhov pätíc (2-pólové alebo 4-pólové), dĺžky (od 100 do 1 495 mm) a podľa špecifikácie skla (bez ozónu alebo s produkciou ozónu) a štruktúry skla (trubice) pre suché oblasti s jednou stenou, pre ponorné žiariče s dvoma stenami alebo z kremenného termoskla s dvoma stenami.

Každú z týchto žiariviek charakterizujú vlastná krivka účinnosti, pomeru teplota/výkon a špecifikácia krytia IP. Všetky žiarivkové systémy sú navrhované minimálne na 9 000 hodín prevádzky  (< 90 % pôvodnej účinnosti), ale v mnohých aplikáciách môžu byť v prevádzke aj nepretržite dva roky.

UV-C systém vo VZT je spravidla v prevádzke takmer po celý rok a jeho životnosť sa projektuje na 100 000 prevádzkových hodín. Žiarivky sú spotrebný materiál, optimálny cyklus ich výmeny je stanovený na základe ich efektívnej životnosti od 9 000 do 25 000 prevádzkových hodín, pričom účinnosť v oblasti UV-C spektra nesmie klesnúť pod 90 %.

Na účinnosť systému vplývajú okrem klesajúcej účinnosti samotnej TUV žiarivky aj teplota vzduchu, znečistenie prachom či degradácia reflexných povrchov vo vzduchotechnickom potrubí. Aj pri pravidelnej údržbe a čistení je nevyhnutné počítať so znížením účinnosti systému v rámci servisných cyklov v rozmedzí od 10 do 35 % podľa toho, ako je systém postavený a prevádzkovaný.

Ak potrebujeme disponibilný výkon 8 × 30 W v UV-C v časti spektra 254 nm a zohľadníme faktory znižujúce účinnosť v rámci jedného cyklu výmeny žiariviek do 38 %, použijeme štandardný TUV žiarivkový systém 8 × TUV 64T5 HO 4P SE UNP/32 (obr. 2) bez produkcie ozónu, s päticami 4pin single ended s príkonom 145 W, s výkonom v UV-C po 100 h prevádzky 8 × 45 W a s regulovateľným predradníkom podľa systému CRO (Constant Radiation Output).

Obr. 2 TUV zdroj 64T5 HO 4P SE UNP/32 145W
Obr. 2 TUV zdroj 64T5 HO 4P SE UNP/32 145W |

Metódou CRO sa dosahuje rovnaký radiačný výkon v oblasti UV-C z jedného zdroja pomocou regulovateľného vysokofrekvenčného predradníka. Každý predradník možno pritom nastaviť na životný cyklus TUV žiarivky podľa jej predpísanej efektívnej životnosti alebo cyklov zapínania. Napríklad 1 000 štartov žiarivky spôsobí jej skrátenie životnosti na 10 %.

Predradník počíta počet prevádzkových hodín a podľa prednastavenej krivky výkonu určuje príkon žiarivky na začiatku a na konci jej životnosti tak, aby bol UV-C výkon konštantný. Súčasne, ak sa použije žiarivka s amalgámovou technológiu, sme schopní regulovať jej pracovný výkon počas prevádzkového času 9 000 hodín v rozsahu od 40 do 100 % jej nominálneho výkonu. Takýmto spôsobom sa dosiahne predĺženie efektívnej životnosti asi o 15 % a konštantný výkon v UV-C oblasti pri výbornej energetickej efektívnosti systému ako celku. V praxi hovoríme o stovkách ušetrených kWh na spotrebe elektrickej energie systémom CRO.

Dlhá životnosť žiariviek je kľúčovým faktorom pri ekonomickej návratnosti UV-C systému.
Pri HVAC sa používajú žiarivky s amalgámovou technológiu stabilizácie výkonu v závislosti od teploty a prevádzkovej životnosti. Hlavným cieľom je, aby bol výkon v UV-C oblasti okolo 90 % pri 9 000 hodinách prevádzky a teplote prostredia 25 °C.

Ak by sa použili štandardné žiarivky T8, účinnosť v UV-C oblasti spektra by klesla pod 70 % a zníženie výkonu v oblasti UV-C by bolo veľmi veľké. Na ilustráciu – ak by sa žiarivka prevádzkovala v okolitom prostredí s teplotou vzduchu 8 °C a s prietokom vzduchu 1 m/s, jej účinnosť by v UV-C oblasti bola asi 35 %. Tlak vo výboji ortuťových pár veľmi závisí od rýchlosti ochladzovania výboja a kondenzácie ortuťových pár na chladných miestach žiarivky.

Každé vzduchotechnické zariadenie, aj v rámci jednej budovy, má iné prevádzkové režimy, výkony a účel. Podľa prostredí a prevádzkových podmienok sa UV-C systém projektuje a prispôsobuje, napr. VZT do wellness, spoločných priestorov, kuchyne, reštaurácie, fajčiarne, izieb a garáží a pod.

Základným parametrom pri návrhu je účinná dávka v oblasti UV-C spektra, všetky ostatné technické parametre je potrebné dimenzovať variabilne. Pri HVAC aplikácii nie je možné používať klasické žiarivkové trubice T8, aj keď ich účinnosť je veľmi dobrá. Vyžadujú sa žiarivky s menšími rozmermi a s vyšším merným výkonom na cm2 plochy telesa žiarivky, aby bolo možné minimalizovať odpor prúdenia vzduchu a súčasne mechanické vplyvy na samotné žiarivky.

Vo VZT potrubí vznikajú rôzne vibrácie spôsobené ventilátormi a prúdiacim vzduchom, ďalej tu nastávajú rýchla zmena teplôt od 4 po 35 °C, kondenzácia pár, vyskytujú sa tu prach a plesne. Pre žiarivkovú technológiu je to náročné prostredie. Podobné by to bolo, ak by sme žiarivky nechali vystavené vplyvu vonkajšieho prostredia.

Každá žiarivka štartuje pri vysokom napätí od 1 do 4,4 kV, čo pri vysokej vlhkosti alebo náhlej kondenzácii vo VZT spôsobuje porušenie izolácie pätíc – elektrické prierazy potom poškodzujú celý UV-C systém vrátane predradníkov. Takto spôsobené elektrické skraty často vyradia celý systém VZT z prevádzky. Aj pre tieto rizikové situácie sa systémy projektujú v krytí IP 55 alebo až IP 68 (wellness či reštauračné priestory, obr. 3). Krytie zabezpečuje ochranná trubica vyrobená z kremenného skla, uzatvorená z jednej strany.

Obr. 3 TUV zdroj 64T5 HO 4P SE UNP/32 145W
Obr. 3 TUV zdroj 64T5 HO 4P SE UNP/32 145W |

Táto mechanická ochrana žiarivky predstavuje súčasne aj tepelnú izoláciu výboja v žiarivke. Aby bola účinnosť čo najvyššia, je pre každú žiarivku predpísaný rozsah prevádzkových teplôt. V oblasti VZT sa povrchová teplota žiarivky pohybuje v rozsahu od 25 do 40 °C (obr. 4).

Obrázok 1 - Účinnosť TUV žiariviek v závislosti od okolitej Obr. 4 Účinnosť TUV žiariviek v závislosti od
Obrázok 1 – Účinnosť TUV žiariviek v závislosti od okolitej Obr. 4 Účinnosť TUV žiariviek v závislosti od |

V prípade, že sa použije termálne kremenné sklo s vysokým prestupom UV-C, je aj pri obtekaní vzduchom s teplotou 8 °C teplota prostredia žiarivky stabilizovaná. Pre optimálny chod žiarivky je dôležité, aby v prípade, že vzduch prestane prúdiť (napríklad pri vypnutí VZT), bola aj UV-C sústava vypnutá, alebo sa znížil jej výkon stmievaním predradníkov na možné minimum.

Jadrom UV-C systému v HVAC sú stále žiarivkové zdroje UV-C, ktoré poskytujú optimálny výkon za dobrú cenu. Pri návrhu UV-C žiarivkového systému je potrebné poznať prevádzkové parametre vzduchotechnickej sústavy a stroja. Najlepšie je, ak existujú merania alebo diagnostické dáta o prevádzke počas leta a/alebo zimy. Podľa hraničných podmienok sa dá naprojektovať efektívny a účinný UV-C systém za dobrú cenu a s nízkymi nákladmi na prevádzku. Ak bol urobený dobrý projekt, ktorý sa aj správne zrealizoval, životnosť UV-C systému presahuje životnosť vzduchotechnickej jednotky.

Príklad návrhu dodatočnej inštalácie germicídnych zdrojov

Ako príklad návrhu dodatočnej inštalácie germicídnych žiaričov použijeme vzduchotechnickú jednotku s výkonom 24 000 m3/h s prístupným vzduchotechnickým potrubím s rozmermi 1 600 × 700 mm. Jednotka má cirkulačnú a rekuperačnú sekciu a je navrhnutá tak, že v prístupnom vzduchotechnickom potrubí je priemerná rýchlosť prúdenia vzduchu 6 m/s. K dispozícii na inštaláciu je voľná dĺžka vzduchotechnického potrubia 2 m.

Analyzovali sme tri alternatívy návrhu:
A. UV-C žiariče umiestnené rovnobežne s prúdom vzduchu – tri rady po 4 žiaričoch so stredmi v polovici voľnej dĺžky potrubia
B. UV-C žiariče umiestnené kolmo na prúd vzduchu – dva na seba kolmé rady vo vzdialenosti 0,5 m od seba, krajný rad je vždy 0,75 m od hranice voľnej dĺžky potrubia (6 vertikálnych žiaričov a 4 horizontálne)
C. UV-C žiariče umiestnené kolmo na prúd vzduchu – dva vzájomne rovnobežné rady vo vzdialenosti 0,5 m od seba, krajný rad je vždy 0,75 m od hranice voľnej dĺžky potrubia (6 + 5 vertikálnych žiaričov)
Vo všetkých alternatívach sa predpokladá použitie trubicových UV-C žiariviek so sklom redukujúcim produkciu ozónu (filtrujúcim vlnovú dĺžku 185 nm) a pokrytie vnútorných stien voľnej sekcie vzduchotechnického potrubia hliníkovou fóliou s odrazivosťou UV-C žiarenia 0,73. Parametre alternatív inštalácie sú uvedené v tab. 2.

Tab. 2 Parametre troch alternatív inštalácie UV-C žiaričov
Tab. 2 Parametre troch alternatív inštalácie UV-C žiaričov |

Priebehy dávky ožiarenia DUV a miery inaktivácie η sú znázornené na obr. 5 a 6 (alt. A), obr. 7 a 8 (alt. B) a nakoniec obr. 9 a 10 (alt. C). Porovnanie parametrov alternatív inštalácie je uvedené v tab. 3.

Tab. 3 Porovnanie parametrov alternatív inštalácie
Tab. 3 Porovnanie parametrov alternatív inštalácie |
Obr. 5 Priebeh dávky ožiarenia – alt. A
Obr. 5 Priebeh dávky ožiarenia – alt. A |

Hodnota avg predstavuje aritmetický priemer hodnôt v jednotlivých bodoch siete (33 × 15 bodov) a avgpl vážený priemer plochou segmentu prislúchajúceho každému bodu (modul siete 0,05 × 0,05 m).

Čo sa týka výsledku, sú jednotlivé alternatívy porovnateľné, pričom najvyššiu mieru inaktivácie vykazuje alt. C a najväčšiu rovnomernosť alt. B. Elektrické príkony sústav germicídnych zdrojov sa pohybujú od 720 do 957 W. Za predpokladu, že by sa vzduchotechnické jednotky prevádzkovali denne o 4 h dlhšie než je prevádzkový čas budovy, bude potrebných od 1 500 do 2 000 kWh elektrickej energie.

Obr. 6 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. A
Obr. 6 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. A |

Rozdiel v potrebe tepla počas vykurovacieho obdobia v podmienkach Bratislavy medzi prevádzkou vzduchotechnickej jednotky podľa odporúčaní ASHRAE, resp. REHVA (bez cirkulácie a rekuperácie so 100 % prívodu vonkajšieho vzduchu počas prevádzkového času budovy 12 h v pracovný deň je vzduchový výkon na 100 %, v ostatnom čase je znížený na 50 %) a prevádzkou s germicídnymi zdrojmi (s cirkuláciou a prisávaním 30 % vonkajšieho vzduchu, rekuperácia s účinnosťou 80 %, prevádzka vzduchotechniky 16 h v pracovný deň a v ostatnom čase vypínanie) je odhadom viac než 446 MWh. Rozdiel v potrebe elektrickej energie na prácu ventilátorov je odhadom 35 MWh. V prípade dlhšieho prevádzkového času budovy by bola aj úspora väčšia.

 

Obr. 7 Priebeh dávky ožiarenia – alt. B
Obr. 7 Priebeh dávky ožiarenia – alt. B |
Obr. 8 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. B
Obr. 8 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. B |

Záver

Dodatočnou inštaláciou germicídnych zdrojov do vzduchotechnického potrubia sa dá priblížiť miesto dezinfekcie vzduchu k miestu jeho prívodu do zásobovaných interiérov, čím sa dezinfekcia decentralizuje. To zníži riziko opätovnej aktivácie patogénov počas dopravy vzduchu po centrálnej dezinfekcii, zjednoduší návrh UV-C zdrojov (nižšie rýchlosti prúdenia vzduchu, nižšie potrebné výkony a menšie rozmery potrubia) a zvýši bezpečnosť prevádzky (nižšia pravdepodobnosť výpadku dezinfekcie v celej budove).

Použitím germicídnych zdrojov na dezinfekciu dopravovaného vzduchu sa dá inaktivovať viac než 90 % vírusu SARS-CoV-2, ktorý produkujú ľudia vo vnútornom prostredí. Súčasne sa inaktivuje viac než 97 % vírusu Influenza A (chrípka) a 100 % Legionelly pneumophily.

Podľa odbornej praxe [8] zníži výmena vzduchu za vonkajší vzduch raz za hodinu kontamináciu vnútorného vzduchu na 37 % pôvodnej koncentrácie a výmena vzduchu 3-krát za hodinu na 5 % pôvodnej koncentrácie. Využitie UV-C žiaričov na dezinfekciu vzduchu umožňuje využiť cirkuláciu a rekuperáciu aj v podmienkach opatrení na zamedzenie šírenia SARS-CoV-2.

Prevádzka germicídnych zdrojov počas vykurovacieho obdobia v podmienkach Bratislavy by vo vyššie uvedenom príklade predstavovala len 0,49 % rozdielu potreby tepla a 0,46 % rozdielu potreby energie v porovnaní s prevádzkou podľa odporúčaní ASHRAE a REHVA. Je to preto veľmi vhodný prostriedok na zabezpečenie zdravotnej bezpečnosti a efektívnosti spotreby energie.

Obr. 9 Priebeh dávky ožiarenia – alt. C
Obr. 9 Priebeh dávky ožiarenia – alt. C |
Obr. 10 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. C
Obr. 10 Miera inaktivácie SARS-CoV-2 – alt. C |

Literatúra

1. Getting your workplace ready for COVID-19, World Health Organization, marec 2020.
2. ASHRAE Position Document on Infectious Aerosols, ASHRAE, apríl 2020.
3. https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/covid-19/ashrae-covid19-infographic-.pdf.
4. REHVA COVID-19 guidance document, REHVA, apríl 2020.
5. Kowalski, W. J.: Design and Optimization of UVGI Air Desinfection Systems, Doctor Thesis, Pennsylvania State University, 2001.
6. Kowalski, W. J.: Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook: UVGI for Air and Surface, Springer Verlag Heidelberg, 2009.
7. Kowalski, W. J. – Walsh, T. J. – Vidmantas, P.: 2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility, PURPLESUN, marec 2020, doplnené v júli 2020.
8. CIE: Ultraviolet Air Desinfection, Technical Report, CIE 155: 2003.
9. ASHRAE: 2019 ASHRAE Handbook – HVAC Applications (SI).
10. AUVL: Germicidal Lamps: Desinfection for pure water and air.

TEXT: Ing. Ladislav Piršel, PhD., Ing. František Vranay, PhD., Ing. Richard Kačík
Ladislav Piršel je konateľom spoločnosti alocons, spol. s r. o., František Vranay pôsobí na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach. Richard Kačík je konateľom spoločnosti Lightech.
FOTO A OBRÁZKY: autori